TWI652721B - 金屬遮罩基材、金屬遮罩及金屬遮罩之製造方法 - Google Patents

金屬遮罩基材、金屬遮罩及金屬遮罩之製造方法 Download PDF

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Abstract

金屬遮罩基材係具備建構成供配置阻劑的金屬製的表面，表面的三次元表面粗糙度Sa是0.11μm以下，表面的三次元表面粗糙度Sz是3.17μm以下。

Description

金屬遮罩基材、金屬遮罩及金屬遮罩之製造方法
本發明係有關一種具備用以配置阻劑的金屬製的表面的金屬遮罩基材，例如，用以形成有機EL元件用金屬遮罩之金屬遮罩基材、金屬遮罩、及金屬遮罩的製造方法。
在有機EL元件用金屬遮罩的製造上，使用例如是金屬板的金屬遮罩基材。在金屬遮罩基材所具有的塗布面塗布含有阻劑層的形成材料之塗液，藉以形成阻劑層。接著，對阻劑層進行曝光和顯影而形成具有既定圖案之阻劑層，隔著阻劑層蝕刻金屬遮罩基材而製造金屬遮罩。
在上述的阻劑層的形成上，有因為被塗布於塗布面之塗液的量或塗液被乾燥的程度不均而使阻劑層的厚度不均、或在阻劑層的面內厚度不均的情況。於是，為了抑制阻劑層中這樣的不均，提案使用乾膜阻劑作為阻劑層(例如，參照專利文獻1)。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1 特開2013-209710號公報
然而，使用塗液所形成之阻劑層因為是對金屬遮罩基材直接塗布的塗液在塗布面硬化的層，所以容易形成追隨塗布面的形狀，因此，容易對金屬遮罩基材密接。一方面，由乾膜阻劑形成的阻劑層係為和金屬遮罩基材不是一體的層被貼附於金屬遮罩基材的1個面之層，故而相較於藉塗液所形成的阻劑層具有難追隨塗布面的形狀，因此，會有阻劑層的一部份從金屬遮罩基材剝離的情況。
此外，不受限於由金屬板形成的金屬遮罩基材，例如，如同樹脂層和金屬層之積層體或樹脂層被金屬層包夾之積層體，若和阻劑層相接的面是金屬製或者合金製的金屬遮罩基材，則上述的情事係共通。即便是使用含有阻劑層的形成材料之塗液所形成的阻劑層，關於對金屬遮罩基材密接性低的阻劑層，上述的情事係共通。
本發明之目的在於提供一種具備可提高在阻劑和表面之界面的密接性的表面之金屬遮罩基材、金屬遮罩、及金屬遮罩的製造方法。
用以解決上述課題的金屬遮罩基材為，具備建構成供配置阻劑的金屬製的表面，前述表面的三次元表面粗糙度Sa是0.11μm以下，前述表面的三次元表面粗糙度Sz是3.17μm以下。
依據上述構成，由於三次元表面粗糙度Sa是0.11μm以下，三次元表面粗糙度Sz是3.17μm以下，故可提高金屬製的表面和阻劑之間的密接性。
在上述金屬遮罩基材中，亦可前述表面是第1面，前述阻劑是第1阻劑，更具備金屬製的第2面，其係和前述第1面相反側的面且建構成供配置第2阻劑。而且，前述第2面的三次元表面粗糙度Sa是0.11μm以下，前述第2面的三次元表面粗糙度Sz是3.17μm以下。
依據上述構成，由於第1面和第1阻劑之密接性及第2面和第2阻劑之密接性被提高，故在對第1面及第2面的蝕刻中，可提高加工的精度。
上述金屬遮罩基材中，前述表面亦可為恆範鋼(invar)製。
依據上述構成，由於玻璃基板的線膨脹係數和恆範鋼的線膨脹係數是相同程度，故可將由金屬遮罩基材形成的金屬遮罩適用於對玻璃基板成膜，亦即，可將已提高形狀精度的金屬遮罩適用於對玻璃基板進行成膜。
上述金屬遮罩基材具備由恆範鋼所形成之金屬層，前述表面是前述金屬層的表面，亦可更具備聚醯亞胺層，該聚醯亞胺層與前述金屬層中之前述表面的相反側之面對向。
依據上述金屬遮罩基材，由於恆範鋼的線膨脹係數和聚醯亞胺的線膨脹係數是相同程度，故即便金屬遮罩含有此等彼此相異的2個材料，因金屬遮罩的 溫度之變化而在金屬遮罩產生翹曲的情形還是受到抑制。因此，成為亦可提供形狀的精度及機械強度被提高的金屬遮罩。
上述金屬遮罩基材中，前述阻劑係乾膜阻劑，前述表面建構成供前述乾膜阻劑貼附者更佳。
依據上述構成，建構成供乾膜阻劑貼附的金屬製的表面和乾膜阻劑之間的密接性被提高。
用以解決上述課題的金屬遮罩，係具備備有金屬製的表面之金屬遮罩基體的金屬遮罩，前述金屬遮罩基體係具備沿著前述金屬遮罩基體的厚度方向貫通前述金屬遮罩基體且在前述表面具有開口的複數個貫通孔。在與前述表面對向的平面視圖之前述開口的尺寸中的平均值設為A、前述尺寸的標準偏差乘上3的值設為B時，(B/A)×100(%)是10%以下。
用以解決上述課題的金屬遮罩的製造方法，包含：準備備有建構成供配置阻劑的金屬製的表面，且前述表面的三次元表面粗糙度Sa是0.11μm以下，前述表面的三次元表面粗糙度Sz是3.17μm以下的金屬遮罩基材；於前述表面配置阻劑；在前述阻劑形成用以形成複數個凹部的貫通孔，該複數個凹部係在前述金屬遮罩基材沿著前述金屬遮罩基材的厚度方向凹陷且在前述表面具有開口；及隔著前述阻劑在前述金屬遮罩基材形成複數個前述凹部。在前述金屬遮罩基材形成複數個前述凹部為，在與前述表面對向的平面視圖之前述開口的尺寸中的平均值設為A、前述尺寸的標準偏差乘上3的 值設為B時，以(B/A)×100(%)成為10%以下的方式在前述金屬遮罩基材形成複數個前述凹部。
依據上述構成，由於(B/A)×100(%)是10%以下，故開口中之尺寸的精度高。
依據本發明，可提高在阻劑和表面之界面的密接性。
10‧‧‧金屬遮罩形成用中間體
11‧‧‧金屬遮罩基材
11a‧‧‧第1面
11aM‧‧‧第1遮罩面
11b‧‧‧第2面
11bM‧‧‧第2遮罩面
11c‧‧‧貫通孔
11c1、71c1‧‧‧第1凹部
11c2‧‧‧第2凹部
11M‧‧‧遮罩基體
12‧‧‧第1乾膜阻劑
12a‧‧‧第1貫通孔
13、14‧‧‧第2乾膜阻劑
13a‧‧‧第2貫通孔
21、23‧‧‧金屬層
21a‧‧‧母材
21b‧‧‧壓延材
22‧‧‧樹脂層
30‧‧‧金屬遮罩
41‧‧‧第1開口
42‧‧‧第2開口
43‧‧‧中央細部
50‧‧‧壓延裝置
51、52‧‧‧壓延輥
53‧‧‧退火裝置
61‧‧‧第2保護層
62‧‧‧第1保護層
71a‧‧‧表面
C‧‧‧核心
圖1係表示將本發明的金屬遮罩基材具體化為乾膜阻劑用金屬遮罩基材的1個實施形態中之乾膜阻劑用金屬遮罩基材的部份立體構造之部分立體圖。
圖2係表示在乾膜阻劑用金屬遮罩基材的一例中之部份剖面構造的部分剖面圖。
圖3係表示在乾膜阻劑用金屬遮罩基材的一例中之部份剖面構造的部分剖面圖。
圖4係表示在乾膜阻劑用金屬遮罩基材的一例中之部份剖面構造的部分剖面圖。
圖5係表示使用乾膜阻劑用金屬遮罩基材所製造之金屬遮罩的部份立體構造之部分立體圖。
圖6係表示金屬遮罩的部份剖面構造的部分剖面圖。
圖7係用以說明乾膜阻劑用金屬遮罩基材的製造方法之步驟圖，表示將由恆範鋼所形成的母材壓延的步驟之步驟圖。
圖8係用以說明乾膜阻劑用金屬遮罩基材的製造方法之步驟圖，表示將壓延材退火的步驟之步驟圖。
圖9係用以說明金屬遮罩的製造方法之步驟圖，表示貼附乾膜阻劑的步驟之步驟圖。
圖10係用以說明金屬遮罩的製造方法之步驟圖，表示將乾膜阻劑顯影的步驟之步驟圖。
圖11係用以說明金屬遮罩的製造方法之步驟圖，表示蝕刻金屬層的第1面的步驟之步驟圖。
圖12係用以說明金屬遮罩的製造方法之步驟圖，表示形成第1保護層的步驟之步驟圖。
圖13係用以說明金屬遮罩的製造方法之步驟圖，表示蝕刻金屬層的第2面的步驟之步驟圖。
圖14係用以說明金屬遮罩的製造方法之步驟圖，表示除去乾膜阻劑的步驟之步驟圖。
圖15係表示實施例1中形成有複數個第1凹部之第1面的攝像結果之畫像。
圖16係表示比較例1中形成有複數個第1凹部之表面的攝像結果之畫像。
圖17係將實施例1中第1凹部的直徑之分布按每2μm作顯示的直方圖。
圖18係將實施例1中第1凹部的直徑之分布按每1μm作顯示的直方圖。
圖19係將比較例1中第1凹部的直徑之分布按每2μm作顯示的直方圖。
圖20係將比較例1中第1凹部的直徑之分布按每1μm作顯示的直方圖。
參照圖1至圖20說明將金屬遮罩基材具體化成乾膜阻劑用金屬遮罩基材的1個實施形態、金屬遮罩及金屬遮罩的製造方法的1個實施形態。本實施形態中使用乾膜阻劑用金屬遮罩基材所製造的金屬遮罩，係於有機EL元件的製造步驟中在對玻璃基板蒸鍍用以構成有機EL元件的有機材料時所用的遮罩。以下依序說明乾膜阻劑用金屬遮罩基材的構成、金屬遮罩的構成、乾膜阻劑用金屬遮罩基材的製造方法、金屬遮罩的製造方法及實施例。
[乾膜阻劑用金屬遮罩基材的構成]
參照圖1至圖4來說明乾膜阻劑用金屬遮罩基材的構成。
如圖1所示，金屬遮罩基材11係乾膜阻劑用金屬遮罩基材的一例，為沿著1個面擴展的金屬層。金屬遮罩基材11具備金屬製的第1面11a，第1面11a係建構成供配置阻劑的表面之一例，詳言之，係建構成供貼附乾膜阻劑的表面之一例。第1面11a中，三次元表面粗糙度Sa係0.11μm以下，三次元表面粗糙度Sz係3.17μm以下。
三次元表面粗糙度Sa及三次元表面粗糙度Sz係遵循ISO 25178的方法所測定的值。三次元表面粗糙度Sa係具有既定面積的定義區域中之算術平均高度 Sa，三次元表面粗糙度Sz係具有既定面積的定義區域中之最大高度Sz。
依據上述金屬遮罩基材11，三次元表面粗糙度Sa是0.11μm以下且三次元表面粗糙度Sz是3.17μm以下。因此，在被貼附於第1面11a和第1面11a的第1乾膜阻劑12之間變得難以形成間隙，在第1乾膜阻劑12和金屬遮罩基材11的第1面11a之界面的密接性提高。此外，在金屬遮罩基材11的第1面11a貼附有第1乾膜阻劑12而成的積層體，係屬於用以形成金屬遮罩的中間體之金屬遮罩形成用中間體10。
金屬層的形成材料係例如恆範鋼，亦即，係以鐵和鎳為主成分的合金，以含有36質量%的鎳之合金者更佳。恆範鋼的線膨脹係數係1.2×10-6/℃左右。金屬層的厚度，例如係10μm以上且50μm以下者更佳。
若金屬層的形成材料是恆範鋼，由於玻璃基板的線膨脹係數和恆範鋼的線膨脹係數是相同程度，故可將由金屬遮罩基材形成的金屬遮罩適用於對玻璃基板進行成膜，亦即，可將已提高形狀精度的金屬遮罩適用於對玻璃基板進行成膜。
第1乾膜阻劑12係例如由具有感光性的材料的一例、即負型阻劑所形成。第1乾膜阻劑12的形成材料，例如為藉由光聚合而交聯之丙烯酸系樹脂。第1乾膜阻劑12的厚度，例如係5μm以上且20μm以下者更佳。此外，第1乾膜阻劑12亦可由正型阻劑所形成，但是一般以使用負型阻劑者居多。
參照圖2至圖4說明金屬遮罩基材11及金屬遮罩形成用中間體10的其他形態。此外，圖2表示金屬遮罩基材11是由1個金屬層所構成的例子、即第1形態，圖3表示金屬遮罩基材11是由1個金屬層和1個樹脂層所構成的例子、即第2形態。又，圖4表示金屬遮罩基材11是由2個金屬層和1個樹脂層所構成的例子、即第3形態。
[第1形態]
如圖2所示，金屬層21具備第1面11a的相反側的面、即第2面11b。第1面11a係建構成供第1乾膜阻劑12貼附的金屬製的表面，第2面11b係建構成供阻劑配置的表面之一例，詳言之，係建構成供第2乾膜阻劑13貼附的金屬製的表面。金屬遮罩形成用中間體10係由此等金屬層21、第1乾膜阻劑12、及第2乾膜阻劑13所構成。
在第2面11b亦和第1面11a同樣，三次元表面粗糙度Sa係0.11μm以下，三次元表面粗糙度Sz係3.17μm以下者更佳。依據此金屬遮罩基材11，金屬層21中，除了第1面11a以外，在第2面11b亦可提高第2乾膜阻劑13和金屬層21之密接性。
此外，第2乾膜阻劑13的形成材料係和第1乾膜阻劑12相同，例如為藉由光聚合而交聯之丙烯酸系樹脂。又，第2乾膜阻劑13的厚度，例如係5μm以上且20μm以下者更佳。
[第2形態]
如圖3所示，金屬遮罩基材11亦可具備金屬層21、和相對於金屬層21是位在第1乾膜阻劑12的相反側之樹脂層22。樹脂層22的線膨脹係數和金屬層21的線膨脹係數，係以溫度的依存性方面相互呈現相同傾向且線膨脹係數的值是相同程度者更佳。金屬層21係例如由恆範鋼所形成之恆範鋼層，樹脂層22係例如由聚醯亞胺所形成之聚醯亞胺層。依據此金屬遮罩基材11，藉由金屬層21的線膨脹係數和樹脂層22的線膨脹係數之差來抑制在金屬遮罩基材11產生翹曲的情形。
此形態中的金屬遮罩形成用中間體10係由此等金屬層21、第1乾膜阻劑12、及樹脂層22所構成。此外，樹脂層22可藉由對金屬層21塗佈而形成，亦可和金屬層21分別形成薄膜狀而貼附於金屬層21。此外，在樹脂層22要被貼附於金屬層21的情況，樹脂層22亦可為含有呈現與金屬層21接著之接著性的接著層而此接著層是被貼附於金屬層21的構成。
[第3形態]
如圖4所示，金屬遮罩基材11除了金屬層21和樹脂層22以外，在金屬遮罩基材11的厚度方向亦可更具備相對於樹脂層22是位在金屬層21相反側之其他的金屬層23。在此金屬遮罩基材11，金屬遮罩基材11中第1面11a的相反側的面且是金屬層23所含的面是第2面11b。
其他的金屬層23的形成材料係和金屬層21相同，例如恆範鋼，亦即，係以鐵和鎳為主成分的合金，以含有36質量%的鎳之合金者更佳。金屬層23的厚度係例如，10μm以上且50μm以下者更佳。其他的金屬層23的厚度係可和金屬層21的厚度彼此相同，互異亦可。
與金屬層21所含有之第1面11a及第2面11b同樣，在其他的金屬層23所含有的第2面11b，以三次元表面粗糙度Sa係0.11μm以下且三次元表面粗糙度Sz係3.17μm以下者更佳。
因此，依據其他的金屬層23所含有的第2面11b，可獲得和金屬層21所含有的第1面11a及第2面11b同等效果。此外，由於金屬遮罩基材11係積層有金屬層21與樹脂層22且積層有金屬層23與樹脂層22所成之構造體，故亦能獲得和已參照圖3先作說明的金屬遮罩基材11同等的效果。
此形態中的金屬遮罩形成用中間體10係由此等金屬層21、23、第1乾膜阻劑12、樹脂層22、及第2乾膜阻劑14所構成。此外，樹脂層22可藉由對2個金屬層中任一者塗佈而形成，亦可和金屬層21、23分別形成薄膜狀而貼附於金屬層21、23。此外，在樹脂層22要被貼附於金屬層21、23的情況，樹脂層22亦可為含有呈現與金屬層21接著之接著性的接著層和呈現與金屬層23接著之接著性的接著層，且此等的接著層分別被貼附於2個金屬層21、23的構成。
[金屬遮罩的構成]
參照圖5及圖6說明金屬遮罩的構成。此外，以下，用以製造金屬遮罩的金屬遮罩基材11是由1個金屬層21所構成的例子，亦即，以使用圖2做了說明的第1形態進行說明。
如圖5所示，金屬遮罩30係具備被實施加工的金屬遮罩基材11且是金屬遮罩基體的一例、即遮罩基體11M。遮罩基體11M包含與金屬遮罩基材11的第1面11a對應之金屬製的表面且是第1乾膜阻劑12被去除的面、即第1遮罩面11aM。
此外，在金屬遮罩基材11的第1面11a被貼附第1乾膜阻劑12之前，若為以下的前提，則亦可進行各種的處理，例如洗淨處理等。亦即，於此情況，各種的處理係為第1遮罩面11aM中的三次元表面粗糙度Sa及三次元表面粗糙度Sz的每一者可大致維持為處理前的面、即第1面11a中之值的處理。
在遮罩基體11M形成有將遮罩基體11M沿著厚度方向貫通之複數個貫通孔11c，於第1遮罩面11aM開設有複數個貫通孔11c。複數個貫通孔11c，例如，在和第1遮罩面11aM對向的平面視圖中，係在沿著第1遮罩面11aM的1個方向規則地排列，且沿著與1個方向正交的方向規則地排列。
如圖6所示，遮罩基體11M係含有與金屬遮罩基材11的第2面11b對應之金屬製的面且為第2乾膜阻劑13被去除的面、即第2遮罩面11bM。
此外，在金屬遮罩基材11的第2面11b被貼附第2乾膜阻劑13之前，若為以下的前提，則亦可進行各種的處理，例如洗淨處理等。亦即，於此情況，各種的處理係為第2遮罩面11bM中的三次元表面粗糙度Sa及三次元表面粗糙度Sz的每一者可大致維持成處理前的面、即第2面11b中之值的處理。
各貫通孔11c係貫通第1遮罩面11aM和第2遮罩面11bM之間，在與各貫通孔11c貫通遮罩基體11M的方向正交之方向的剖面積在第1遮罩面11aM和第2遮罩面11bM之間最小。
依據金屬遮罩30，在製造金屬遮罩30時，在第2面11b亦是，第2乾膜阻劑13和金屬層21之密接性提高。因此，即便為貫通孔11c是藉由在第1面11a蝕刻和在第2面11b蝕刻所形成的構成，在貫通孔11c中的形狀的精度仍被提高。
亦即，貫通孔11c係具備開口於第1遮罩面11aM的第1開口41、開口於第2遮罩面11bM的第2開口42、及中央細部43，該中央細部43係在金屬層21的厚度方向，位在第1開口41和第2開口42之間。在與第1遮罩面11aM對向的平面視圖中，第1開口41小於第2開口42。貫通孔11c具有從第1開口41朝向中央細部43剖面積變小且從第2開口42朝向中央細部43剖面積變小的形狀。此外，第1開口41和中央細部43間的距離，亦即第1遮罩面11aM和中央細部43間的距離越小越好。
又，於金屬遮罩30，在與第1遮罩面11aM對向的平面視圖之第1開口41的尺寸之平均值設為A、尺寸的標準偏差乘上3的值設為B時，(B/A)×100(%)是10%以下者更佳。再者，金屬遮罩30中，在與第2遮罩面11bM對向的平面視圖之第2開口42的尺寸之平均值設為A、尺寸的標準偏差乘上3的值設為B時，(B/A)×100(%)是10%以下者更佳。
由於金屬遮罩30中，(B/A)×100(%)是10%以下，故金屬遮罩30所具有的貫通孔11c的第1開口41之尺寸的精度及第2開口42之尺寸的精度高。
於沿著厚度方向的剖面中，複數個貫通孔11c在沿著1個方向上之間隔係亦可設為小到在彼此相鄰的貫通孔11c之間含有第2開口42的凹部彼此繋接的程度。依據這樣的構成，在2個第2開口42繋接的部分之厚度成為比金屬遮罩30當中未形成貫通孔11c的部分之厚度還薄。
此外，在用以製造金屬遮罩的金屬遮罩基材11是上述第2形態時，遮罩基體11M係由金屬層和樹脂層所構成。這樣的遮罩基體11M係具有上述第1遮罩面11aM，第1遮罩面11aM的相反側之面並非金屬製的表面而是由樹脂層所包含。就這樣的構成而言，以在第1遮罩面11aM形成第2開口42，在被樹脂層所包含的面形成第1開口41者更佳。
又，在用以製造金屬遮罩的金屬遮罩基材11是上述第3形態時，遮罩基體11M係由樹脂層和包夾 此樹脂層的2個金屬層所構成。關於這樣的遮罩基體11M，上述第1遮罩面11aM是由一方的金屬層所含有，上述第2遮罩面11bM是由另一方的金屬層所含有。又，貫通孔11c係貫通此等樹脂層和2個金屬層。
[乾膜阻劑用金屬遮罩基材的製造方法]
參照圖7及圖8說明乾膜阻劑用金屬遮罩基材的製造方法。此外，以下，金屬遮罩基材11是由1個金屬層21所構成的例子，亦即，以使用圖2做了說明的第1形態進行說明。
如圖7所示，就乾膜阻劑用金屬遮罩基材的製造方法而言，首先，準備由恆範鋼所形成的母材21a且是沿著1個方向、即延伸方向D1延伸的母材21a。接著，以母材21a的延伸方向D1和搬送母材21a的搬送方向D2平行的方式，將母材21a朝向具備一對壓延輥51、52的壓延裝置50沿著搬送方向D2搬送。
當母材21a到達一對的壓延輥51、52之間時，母材21a被一對的壓延輥51、52所壓延。藉此，藉由母材21a的厚度被減少且母材21a沿著搬送方向D2延伸，而可獲得壓延材21b。壓延材21b會被捲繞在核心C，但壓延材21b亦可不被捲繞在核心C而以延伸成帶狀的狀態下進行處理。壓延材21b的厚度，例如為10μm以上且50μm以下。
如圖8所示，為了除去藉由母材21a壓延而形成的壓延材21b的內部所蓄積的殘餘應力，故使用退火裝置33將壓延材21b退火。藉此可獲得作為金屬遮 罩基材的金屬層21。由於壓延材21b的退火係將壓延材21b沿著搬送方向D2一邊拉伸一邊進行，故可獲得殘餘應力比退火前的壓延材21b還要減低之作為金屬遮罩基材的金屬層21。
此外，上述的壓延步驟及退火步驟的每一者亦可按以下那樣變更而實施。亦即，例如在壓延步驟中，亦可使用具備複數對的壓延輥之壓延裝置。又，亦可藉由反覆複數次壓延步驟及退火步驟來製造金屬層21。又，在退火步驟，亦可不是將壓延材21b沿著搬送方向D2一邊拉伸一邊進行壓延材21b的退火，而是對被捲繞在核心C的狀態之壓延材21b進行退火。
此外，對被捲繞在核心C的狀態之壓延材21b進行退火步驟時，會有因為金屬層21被捲繞在核心C而導致在退火後的金屬層21上產生因應於金屬層21的直徑之翹曲的情況。因此，以藉由金屬層21被捲繞在核心C時的直徑大小或形成母材21a的材料將壓延材21b沿著搬送方向D2一邊拉伸一邊對壓延材21b退火者更佳。
[金屬遮罩的製造方法]
參照圖9至圖14說明金屬遮罩30的製造方法。此外，以下，用以製造金屬遮罩30所使用之金屬遮罩基材11是由1個金屬層21所構成的例子，亦即，使用參照圖2所說明的第1形態作說明。又，在圖9至圖14中，為了方便圖示，顯示有關僅含有形成於金屬遮罩30的複數個貫通孔11c當中的1個貫通孔11c的部分之步驟圖。
金屬遮罩的製造方法包含：準備具備金屬製表面的金屬遮罩基材；於表面配置阻劑；在阻劑形成用以形成複數個凹部的貫通孔，該複數個凹部係在金屬遮罩基材沿著金屬遮罩的厚度方向凹陷且在表面具有開口；及於金屬遮罩基材形成複數個凹部。在金屬遮罩基材形成複數個凹部係以在與表面對向的平面視圖之開口的尺寸的平均值設為A、尺寸的標準偏差乘上3的值設為B時，(B/A)×100(%)是成為10%以下之方式在金屬遮罩基材形成複數個凹部者更佳。
此外，在與金屬遮罩基材的表面對向的平面視圖中，若是區劃金屬遮罩基材的凹部所具有圓形狀的區域之孔，則凹部的開口之尺寸只要是開口的直徑即可。又，在與金屬遮罩基材的表面對向的平面視圖中，若金屬遮罩基材的凹部是區劃具有沿著1個方向延伸的矩形狀的區域之孔，則凹部的開口之尺寸係可為沿著開口的長邊方向之尺寸，亦可為沿著開口的短邊方向之尺寸。又或者，在與金屬遮罩基材的表面對向的平面視圖中，若金屬遮罩基材的凹部是區劃具有正方形狀的區域的孔，則凹部的開口中之尺寸係只要是開口中之一邊的尺寸即可。
此外，在凹部是區劃具有沿著1個方向延伸的矩形狀或正方形狀的區域之孔時，藉由凹部所區劃的區域的角部亦可具有在藉由凹部所區劃的區域的內部具有曲率中心那樣的弧狀。
更詳言之，如圖9所示，在製造金屬遮罩30時，首先，準備包含有上述的第1面11a和第2面11b之屬金屬層21的金屬遮罩基材、會貼附於第1面11a的第1乾膜阻劑12、及會貼附於第2面11b的第2乾膜阻劑13。2個乾膜阻劑12、13各自為和金屬層21分開形成的薄膜。
接著，於第1面11a貼附第1乾膜阻劑12，且於第2面11b貼附第2乾膜阻劑13。亦即，於第1面11a積層第1乾膜阻劑12，於第2面11b積層第2乾膜阻劑13。例如，於金屬層21的厚度方向，在金屬層21被2個乾膜阻劑包夾的狀態下對3個層施加既定熱與壓力，藉以在金屬層21的第1面11a貼附第1乾膜阻劑12，且在第2面11b貼附第2乾膜阻劑13。此外，第1乾膜阻劑12與第2乾膜阻劑13亦可對金屬層21分別貼附。
此處，就提高2個乾膜阻劑12、13和金屬層21之密接性的觀點而言，以金屬層21的第1面11a及第2面11b的每一者是平滑的面者更佳。關於這點，由於在第1面11a及第2面11b的每一者，三次元表面粗糙度Sa是0.11μm以下，三次元表面粗糙度Sz是3.17μm以下，故在製造金屬遮罩上理想的程度上，乾膜阻劑12、13和金屬層21之密接性提高。如此製造金屬遮罩形成用中間體。
如圖10所示，使乾膜阻劑12、13中形成貫通孔的部位以外的部分曝光，將曝光後的乾膜阻劑顯 影。藉此，在第1乾膜阻劑12形成第1貫通孔12a且在第2乾膜阻劑13形成第2貫通孔13a。亦即，將第1乾膜阻劑12和第2乾膜阻劑13圖案化。
在曝光第1乾膜阻劑12時，在第1乾膜阻劑12中和金屬層21相接之面的相反側之面，載放以使光到達形成第1貫通孔12a的部分以外的部分之方式所建構的原版。在曝光第2乾膜阻劑13時，在第2乾膜阻劑13中和金屬層21相接之面的相反側之面，載放以使光到達形成第2貫通孔13a的部分以外的部分之方式所建構的原版。又，在將曝光後的乾膜阻劑顯影時，例如使用碳酸鈉水溶液作為顯影液。
此外，在第1乾膜阻劑12是由正型阻劑形成時，只要曝光第1乾膜阻劑12中的形成第1貫通孔12a的部分即可。又，在第2乾膜阻劑13是由正型阻劑形成時，只要曝光第2乾膜阻劑13中的形成第2貫通孔13a的部分即可。
如圖11所示，例如，以第1乾膜阻劑12為遮罩，亦即，隔著第1乾膜阻劑12使用氯化鐵液來蝕刻金屬層21的第1面11a。此時，在第2乾膜阻劑13以金屬層21的第2面11b和第1面11a不會同時被蝕刻的方式形成第2保護層61。第2保護層61的形成材料只要是不易被氯化鐵液蝕刻的材料即可。藉此，在金屬層21的第1面11a藉由第1乾膜阻劑12的第1貫通孔12a形成朝第2面11b凹陷的第1凹部11c1。
此處，在上述的金屬遮罩形成用中間體中，第1乾膜阻劑12和金屬層21之密接性被提高。因此，在金屬層21被暴露於氯化鐵液時，一方面氯化鐵液通過形成於第1乾膜阻劑12的第1貫通孔12a和金屬層21的第1面11a接觸，一方面抑制氯化鐵液進入第1乾膜阻劑12和金屬層21之界面。因此，在金屬層21以形狀精度高的狀態形成第1凹部11c1。
又，在和第1面11a對向的平面視圖中，在第1凹部11c1所具有之開口的尺寸中的平均值設為A、尺寸的標準偏差乘上3的值設為B時，以(B/A)×100(%)可成為10%以下的方式於金屬層21形成複數個第1凹部11c1。
如圖12所示，去除形成在金屬層21的第1面11a的第1乾膜阻劑12及與第2乾膜阻劑13相接的第2保護層61。又，在金屬層21的第1面11a形成用以防止蝕刻第1面11a的第1保護層62。第1保護層62的形成材料只要是不易被氯化鐵液所蝕刻的材料即可。
如圖13所示，以第2乾膜阻劑13為遮罩，使用氯化鐵液來蝕刻金屬層21的第2面11b。藉此，在金屬層21的第2面11b藉由第2乾膜阻劑13的第2貫通孔13a形成朝第1面11a凹陷的第2凹部11c2。
此處，在上述的金屬遮罩形成用中間體中，第2乾膜阻劑13和金屬層21之密接性亦被提高。因此，在金屬層21被暴露於氯化鐵液時，一方面氯化鐵液通過 形成於第2乾膜阻劑13的第2貫通孔13a和金屬層21的第2面11b接觸，一方面抑制氯化鐵液進入第2乾膜阻劑13和金屬層21之界面。因此，在金屬層21以形狀精度提高的狀態形成第2凹部11c2。
又，在與第2面11b對向的平面視圖中，在第2凹部11c2所具有的開口的尺寸中之平均值設為A、尺寸的標準偏差乘上3的值設為B時，以(B/A)×100(%)是成為10%以下的方式在金屬層21形成複數個第2凹部11c2。
如圖14所示，藉由將第1保護層62和第2乾膜阻劑13從金屬層21除去，可獲得形成有複數個貫通孔11c的金屬遮罩30。
此外，在用以製造金屬遮罩所使用的金屬遮罩基材11是上述第2形態時，金屬遮罩形成用中間體係由金屬層、樹脂層、及第1乾膜阻劑12所構成。對於這樣的金屬遮罩形成用中間體，亦可一面施作以第1乾膜阻劑12作為遮罩的蝕刻，一面對樹脂層進行使用雷射加工等之穿孔。
又，在用以製造金屬遮罩所使用的金屬遮罩基材11是上述第3形態時，金屬遮罩形成用中間體係由樹脂層和包夾此樹脂層的2個金屬層及2個乾膜阻劑12、14所構成。對於這樣的金屬遮罩形成用中間體，除了進行以各乾膜阻劑12、14作為遮罩的蝕刻以外，亦可對樹脂層進行使用雷射加工等之穿孔。
[實施例]
參照圖15至圖20說明實施例。以下說明金屬遮罩基材是由1個金屬層所構成的例子。
[表面粗糙度之測定]
針對實施例1至實施例3的金屬遮罩基材及比較例1的金屬遮罩基材的每一者，用以下方法測定三次元表面粗糙度Sa及三次元表面粗糙度Sz。此外，在以下的三次元表面粗糙度Sa及三次元表面粗糙度Sz各自的值之單位均為μm。
實施例1至實施例3的金屬遮罩基材及比較例1的金屬遮罩基材，係準備具有430mm的寬度的金屬遮罩基材的原版，藉由將原版的一部份以500mm的長度切出而獲得。又，金屬遮罩基材設為具有20μm的厚度者，形成材料設為恆範鋼。
使用裝設有50倍物鏡的形狀分析雷射顯微鏡(VK-X210，基恩斯股份有限公司製)，測定三次元表面粗糙度Sa及三次元表面粗糙度Sz。在三次元表面粗糙度Sa及三次元表面粗糙度Sz方面，測定在具有1個方向中約280μm的寬度及和1個方向正交的方向中約220μm的寬度之面的三次元表面粗糙度Sa及三次元表面粗糙度Sz。
此外，三次元表面粗糙度Sa及三次元表面粗糙度Sz係遵循ISO 25178的方向所測定。
在實施例1至實施例3及比較例1的金屬遮罩基材的每一者中，測定在從彼此相異的3個部位各 自切出的試驗片的表面粗糙度。各試驗片係具有沿著金屬遮罩基材的長度方向之長度是20mm，沿著金屬遮罩基材的寬度方向之長度是30mm的矩形板形狀者。
在將金屬遮罩基材的長度方向中的2個端部設為第1端部及第2端部，寬度方向中的2個端部設為第3端部及第4端部時，將3個試驗片各自從金屬遮罩基材中的以下位置切出。
亦即，將試驗片1從距離第1端部100mm且距離第3端部200mm的位置切出。又，將試驗片2從距離第2端部100mm且距離第3端部70mm的位置切出。再將試驗片3從距離第2端部100mm且距離第4端部70mm的位置切出。
此外，在各試驗片中，測定5個測定點中的三次元表面粗糙度Sa與三次元表面粗糙度Sz。5個測定點係設為各試驗片中的中央的1點和包圍中央的1點之外周的4點。各試驗片中的外周的4點係設為位在試驗片的對角線上的點，且在中央的1點和外周的各點之間的距離係設為10mm。
在實施例1至實施例3中之金屬遮罩基材的每一者中，關於各試驗片中之三次元表面粗糙度Sa的最大值及各試驗片中之三次元表面粗糙度Sz的最大值方面是獲得以下的表1所示的值。
如表1所示，在實施例1的金屬遮罩基材中，確認了在試驗片1的三次元表面粗糙度Sa的最大值是0.09，三次元表面粗糙度Sz的最大值是2.83。又，確認了在試驗片2的三次元表面粗糙度Sa的最大值是0.08，三次元表面粗糙度Sz的最大值是2.63。又，確認了在試驗片3的三次元表面粗糙度Sa是0.09，三次元表面粗糙度Sz的最大值是3.17。
亦即，於實施例1的金屬遮罩基材中，確認了三次元表面粗糙度Sa的最大值是0.09，三次元表面粗糙度Sz的最大值是3.17。
在實施例2的金屬遮罩基材中，確認了在試驗片1的三次元表面粗糙度Sa的最大值是0.09，三次元表面粗糙度Sz的最大值是2.60。又，確認了在試驗片2的三次元表面粗糙度Sa的最大值是0.10，三次元表面粗糙度Sz的最大值是2.88。又，確認了在試驗片3的三 次元表面粗糙度Sa的最大值是0.09，三次元表面粗糙度Sz的最大值是2.76。
亦即，於實施例2的金屬遮罩基材，確認了三次元表面粗糙度Sa的最大值是0.10，三次元表面粗糙度Sz的最大值是2.88。
在實施例3的金屬遮罩基材中，確認了在試驗片1的三次元表面粗糙度Sa的最大值是0.10，三次元表面粗糙度Sz的最大值是2.93。又，確認了在試驗片2的三次元表面粗糙度Sa的最大值是0.11，三次元表面粗糙度Sz的最大值是2.84。又，確認了在試驗片3的三次元表面粗糙度Sa的最大值是0.10，三次元表面粗糙度Sz的最大值是2.96。
亦即，於實施例3的金屬遮罩基材，確認了三次元表面粗糙度Sa的最大值是0.11，三次元表面粗糙度Sz的最大值是2.96。
又，於比較例1，在有關各試驗片中之三次元表面粗糙度Sa的最大值及在各試驗片中之三次元表面粗糙度Sz的最大值方面，獲得以下的表2所示的值。
如表2所示，就比較例1的金屬遮罩基材而言，確認了在試驗片1的三次元表面粗糙度Sa的最大 值是0.14，三次元表面粗糙度Sz的最大值是5.10。又，確認了在試驗片2的三次元表面粗糙度Sa的最大值是0.13，三次元表面粗糙度Sz的最大值是5.78。又，確認了在試驗片3的三次元表面粗糙度Sa的最大值是0.16，三次元表面粗糙度Sz的最大值是5.10。
亦即，於比較例1的金屬遮罩基材，確認了三次元表面粗糙度Sa的最大值是0.16，三次元表面粗糙度Sz的最大值是5.78。
圖15係於使用實施例1的金屬遮罩基材的金屬遮罩之製造步驟中所拍攝在第1面形成第1凹部後對第1面照射照射光而在第1面反射的反射光之畫像。
圖16係於使用比較例1的金屬遮罩基材的金屬遮罩之製造步驟中所拍攝在第1面形成第1凹部後對第1面照射照射光而在第1面反射的反射光之畫像。
如圖15所示，依據實施例1的金屬遮罩基材11，金屬遮罩基材11和第1乾膜阻劑12之密接性被提高。因此，在和第1面11a對向的平面視圖中，確認了在第1面11a的各第1凹部11c1中之開口的大小是和其他所有的第1凹部11c1中之開口的大小大致相等。
一方面，如圖16所示，在比較例1的金屬遮罩基材，在和金屬層的表面71a對向的平面視圖中，確認了複數個第1凹部71c1中之開口的大小之偏差大。
在實施例1的金屬遮罩基材及比較例1的金屬遮罩基材的每一者中，測定24個第1凹部的直徑。此外，在實施例1，測定圖15所示之第1凹部11c1中 被二點鏈線包圍之區域所含有的第1凹部11c1的直徑，在比較例1，測定圖16所示之第1凹部71c1中被二點鏈線包圍之區域所含有的第1凹部71c1的直徑。
又，針對各第1凹部，測定在紙面的上下方向之直徑、即第1直徑，及在紙面的左右方向之直徑、即第2直徑，針對各第1凹部，算出是第1直徑和第2直徑之平均值的平均直徑。實施例1中的第1直徑、第2直徑、及平均直徑與比較例1中的第1直徑、第2直徑、及平均直徑，係如以下的表3所示。
如表3所示，確認了在實施例1的第1凹部11c1中的平均直徑係47.0μm以上且50.4μm以下，在比較例1的第1凹部71c1中的平均直徑係46.0μm以上且64.9μm以下。
實施例1中，在和金屬遮罩基材11的表面對向的平面視圖之第1凹部11c1的開口中之直徑的平均值設為A、直徑的標準偏差乘上3的值設為B，算出(B/A)×100(%)。確認了第1直徑中，(B/A)×100(%)係8.2%，確認了第2直徑中，(B/A)×100(%)係6.6%，在平均直徑中，(B/A)×100(%)係5.9%。
比較例1中，和實施例1同樣地，在和金屬層的表面71a對向的平面視圖之第1凹部71c1的開口中之直徑的平均值設為A、直徑的標準偏差乘上3的值設為B，算出(B/A)×100(%)。確認了在第1直徑中，(B/A)×100(%)係30.3%，第2直徑中，(B/A)×100(%)係26.1%，平均直徑中，(B/A)×100(%)係26.7%。
實施例1中，由於(B/A)×100(%)係8.2%以下，亦即10%以下，故確認了關於金屬遮罩基材11所具有的第1凹部11c1的開口，甚至是金屬遮罩所具有的貫通孔的開口之直徑，尺寸的精度高。相對地，比較例1中，(B/A)×100(%)係30.3%以下，依據實施例1，相較於比較例1，確認了關於在金屬遮罩基材11所具有的第1凹部11c1的開口，甚至是金屬遮罩所具有的貫通孔的開口之直徑，尺寸的精度大幅提高。
又，針對實施例1及比較例1，作成將第1凹部的平均直徑之頻度按每2μm作顯示的直方圖和按每1μm作顯示的直方圖。
如圖17及圖18所示，實施例1中，確認了第1凹部的平均直徑之頻度在50μm最高。又，如圖19及圖20所示，比較例1中，確認了平均直徑的各值之頻度的差比實施例1的還小。
如此，依據實施例1的金屬遮罩基材11，確認了由於金屬遮罩基材11和第1乾膜阻劑12之密接性被提高，故複數個第1凹部11c1的每一者是在形狀的精度高的狀態下形成。另一方面，依據比較例1的金屬遮罩基材，確認了由於金屬遮罩基材和乾膜阻劑之密接性低，故在複數個第1凹部71c1中形狀的精度變低。
此外，在實施例2及實施例3的每一者中，亦確認了可獲得與圖15所示之複數個第1凹部的形狀同等的形狀。
亦即，確認了若金屬遮罩基材11的1個面中，三次元表面粗糙度Sa是0.11μm以下且三次元表面粗糙度Sz是3.17μm以下，則金屬層21和第1乾膜阻劑12之密接性提高。
此外，在金屬遮罩基材11的第2面11b形成第2凹部11c2時亦是，若為具有上述的表面粗糙度之構成，則確認和在金屬遮罩基材11的第1面11a形成第1凹部11c1時同樣地呈現金屬遮罩基材11和第2乾膜阻劑13之密接性被提高之傾向。
如以上所說明，依據乾膜阻劑用金屬遮罩基材、金屬遮罩、及金屬遮罩製造方法的1個實施形態，可獲得以下列舉的效果。
(1)由於三次元表面粗糙度Sa是0.11μm以下且三次元表面粗糙度Sz是3.17μm以下，故第1面11a和第1乾膜阻劑12之間變得難以形成間隙，結果，在第1乾膜阻劑12和金屬層21的表面之界面的密接性提高。
(2)在第2面11b中，三次元表面粗糙度Sa是0.11μm以下，三次元表面粗糙度Sz是3.17μm以下。因此，在金屬層21當中的第2面11b中，亦可提高第2乾膜阻劑13和金屬層21之密接性，對於第1面11a及第2面11b之蝕刻可提高加工的精度。
(3)若金屬遮罩基材11的表面是恆範鋼製，則玻璃基板的線膨脹係數和恆範鋼的線膨脹係數是相同程度。因此，可將由金屬遮罩基材形成的金屬遮罩適用於對玻璃基板進行成膜，亦即，可將已提高形狀精度的金屬遮罩適用於對玻璃基板進行成膜。
(4)在金屬遮罩基材是具備由聚醯亞胺所形成的樹脂層22之構成中，恆範鋼的線膨脹係數和聚醯亞胺的線膨脹係數是相同程度。因此，即便金屬遮罩基材11含有彼此相異的2個材料，依據在金屬遮罩30中之溫度的變化，金屬遮罩30難以翹曲。因此，亦可提供形狀的精度及機械強度提高的金屬遮罩30。
(5)除了第1面11a以外，在第2面11b亦是，第2乾膜阻劑13和金屬層21之密接性提升。因此，即便為貫通孔11c是藉由在第1面11a的蝕刻和在第2面11b的蝕刻所形成的構成，貫通孔11c中之形狀的精度仍被提高。
此外，上述的實施形態係可如以下那樣適宜地變更實施。
各貫通孔11c的剖面積可以在涵蓋金屬層21的厚度方向的整體是大致相同。或者，各貫通孔11c的剖面積可為在金屬層21的厚度方向，隨著從第1面11a朝向第2面11b而變大，亦可隨著從第1面11a朝向第2面11b而變小。
金屬層21的形成材料若為純粹的金屬或合金，則亦可為恆範鋼以外的材料。又，在金屬層21的形成材料是恆範鋼以外的材料時，作為與金屬層21相接的樹脂層，亦可使用與金屬層21的形成材料之間的線膨脹係數之差是比金屬層21的形成材料之線膨脹係數和聚醯亞胺之線膨脹係數之差還小的樹脂。
金屬層21中，在第2面11b的三次元表面粗糙度Sa亦可大於0.11μm，三次元表面粗糙度Sz亦可大於3.17μm。即便是這樣的構成，至少在第1面11a中可提高金屬層21和第1乾膜阻劑12之密接性。
金屬遮罩30係不受限於將有機EL元件的形成材料蒸鍍於玻璃基板時所用的金屬遮罩，亦可為如 將各種的金屬材料以蒸鍍或濺鍍等進行成膜時等之其他用途的金屬遮罩。於此情況，複數個貫通孔11c在與第1面11a對向的平面視圖中呈不規則排列亦可。
用於金屬遮罩基材的蝕刻之阻劑係不受限於上述的乾膜阻劑，亦可為用於形成阻劑的塗液塗布於金屬遮罩基材所形成的阻劑。亦即，阻劑可藉由塗布配置於金屬遮罩基材的表面，亦可藉由貼附配置於金屬遮罩基材的表面。即便是這樣的阻劑，依據上述的金屬遮罩基材，在使用對金屬遮罩基材的表面密接性低的阻劑之情況，仍可獲得與使用乾膜阻劑的情況同樣的效果。

Claims (4)

  1. 一種金屬遮罩基材，係藉由將圖案化後的乾膜阻劑作為遮罩之蝕刻來形成複數個貫通孔以製造蒸鍍用的金屬遮罩，前述金屬遮罩基材係為由以鐵和鎳為主成分的合金構成的金屬製的壓延材且具備前述合金製成的表面，用以被貼附具有5μm以上且20μm以下的厚度之前述乾膜阻劑，使用藉由對前述乾膜阻劑進行曝光與顯影所圖案化後的前述乾膜阻劑而被蝕刻，前述表面的三次元表面粗糙度Sa是0.11μm以下，前述表面的三次元表面粗糙度Sz是3.17μm以下。
  2. 如請求項1之金屬遮罩基材，其中前述表面是第1面，前述乾膜阻劑是第1乾膜阻劑，更具備前述合金製成的第2面，其係和前述第1面相反側的面且用以被貼附具有5μm以上且20μm以下的厚度之第2乾膜阻劑，使用藉由對前述第2乾膜阻劑進行曝光與顯影所圖案化後的前述第2乾膜阻劑而被蝕刻，前述第2面的三次元表面粗糙度Sa是0.11μm以下，前述第2面的三次元表面粗糙度Sz是3.17μm以下。
  3. 如請求項1或2之金屬遮罩基材，其中前述表面係恆範鋼製。
  4. 一種金屬遮罩的製造方法，係藉由將圖案化後的乾膜阻劑作為遮罩之蝕刻來形成複數個貫通孔以製造蒸鍍用的金屬遮罩，該製造方法包含：準備金屬遮罩基材，前述金屬遮罩基材係為由以鐵和鎳為主成分的合金構成的金屬製的壓延材且具備前述合金製成的表面，用以被貼附具有5μm以上且20μm以下的厚度之乾膜阻劑，使用藉由對前述乾膜阻劑進行曝光與顯影所圖案化後的前述乾膜阻劑而被蝕刻，前述表面的三次元表面粗糙度Sa是0.11μm以下，前述表面的三次元表面粗糙度Sz是3.17μm以下；於前述表面貼附乾膜阻劑；在前述乾膜阻劑形成用以形成複數個凹部的貫通孔，該複數個凹部係在前述金屬遮罩基材沿著前述金屬遮罩基材的厚度方向凹陷且在前述表面具有開口；及藉由前述乾膜阻劑在前述金屬遮罩基材形成複數個前述凹部。
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